package 堆;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;

/**
 * @author shy_black
 * @date 2019/4/25 12:36
 * @Description:
 */
public class MaxHeap<E extends  Comparable<E>>{
    private ArrayList<E> data;

    public MaxHeap(int capacity) {
        data = new ArrayList<>(capacity);
    }
    public MaxHeap() {
        data = new ArrayList<>();
    }

    //返回堆中元素个数
    public int size() {
        return data.size();
    }
    //返回一个布尔值，表示对重是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return data.isEmpty();
    }
    //返回完全二叉树的数组表示中，
    // 一个索引表示的元素的父亲节点的索引
    private int parent(int index) {
        if(index == 0)
            throw new IllegalArgumentException("0没有父亲节点");
        return (index-1)/2;
    }
    //返回完全二叉树的数组表示中，
    // 一个索引表示的元素的左孩子节点的索引
    private int leftChild(int index) {
        return index*2 + 1;
    }
    //返回完全二叉树的数组表示中，
    // 一个索引表示的元素的右孩子节点的索引
    private int rightChild(int index) {
        return index*2 + 2;
    }
    //向堆中添加元素
    public void add(E e) {
        data.add(e);
        siftUp(data.size()-1);
    }

    private void siftUp(int k) {

        while(k > 0 &&
                //data的父亲节点如果小于data，就交换data与父亲节点
                data.get(parent(k)).compareTo(data.get(k)) < 0) {
            swap(k,parent(k));
            k = parent(k);
        }

    }
    private void swap(int i,int j) {
        if(i < 0 || i >= data.size() || j < 0 || j > data.size())
            throw new IllegalArgumentException("非法下标");
        Collections.swap(data,i,j);
    }

    //查看堆中最大元素(堆顶）
    public E peek() {
        if(data.size() == 0)
            throw new IllegalArgumentException("当前为空堆");
        return data.get(0);
    }

    //取出堆中最大元素(删除)
    public E extractMax() {
        E ret = peek();
        swap(0,data.size() -1);
        data.remove(data.size()-1);
        siftDown(0);
        return ret;
    }
    private void siftDown(int k) {

        while(leftChild(k) < data.size()) {
            //比较k节点的左右节点中较大的一个
            int j = leftChild(k);
            if(j+1 < data.size() && data.get(j+1).compareTo(data.get(j)) > 0) {
                j = rightChild(k);
                //data[j]时左右子节点中较大值

            }
            if(data.get(k).compareTo(data.get(j)) >= 0) {
                break;
            }
            swap(k,j);
            k = j;
        }
    }

    //取出堆中最大元素，并替换为元素e
    public E replace(E e) {
        E ret = peek();
        data.set(0,e);
        siftDown(0);
        return ret;
    }

    //将任意数组整理成堆的形状
    public void heapify(Integer[] arr){
        if(arr == null)
            throw new IllegalArgumentException("非法数组");
        for(int i = parent(arr.length - 1) ;i >= 0;i--) {
            siftDown(i);
        }
    }

}
